Perancangan penjadwalan

1

PENERAPAN RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE PADA SISTEM GAS BUANG

BOILER DI PT. IPMOMI PAITON - PROBOLINGGO (Katherin Indriawati, ST. MT ; Dwi Tri Cahyono A S)

Program Studi S1 Teknik Fisika Jurusan Teknik Fisika

Fakultas Teknologi Industri - Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Kampus ITS Keputih Sukolilo - Surabaya 60111

ABSTRAK

Permasalahan limbah gas buang industri termasuk gas buang boiler merupakan permasalahan klasik yang

ada di dunia industri. Dalam makalah ini komponen sistem gas buang boiler di PT. IPMOMI dianalisa

kehandalannya untuk menjamin komponen sistem bekerja dengan baik, sesuai dengan fungsinya, sehingga dapat

ditentukan perencanaan perawatan yang optimal. Metode yang digunakan adalah Reliability Centered

Maintenance (RCM). RCM merupakan suatu program perawatan yang mengkombinasikan pendekatan statistik

dan menerapkan berbagai macam strategi perawatan.

Berdasarkan hasil evaluasi secara kualitatif dan kuantitatif dengan menggunakan RCM maka diperoleh

komponen yang mendapat perawatan scheduled on-condition task yaitu T/R Unit. Komponen yang tidak

memerlukan perawatan (no scheduled maintenance) yaitu ID Fan dan Aeration Fan. Sedangakan komponen yang

mendapat perawatan Scheduled discard task yaitu CE Rapping Motor dengan jadwal perawatan 40 hari , DE

Rapping Motor dengan jadwal perawatan 320 hari, Hopper Vibromotor dengan jadwal perawatan 280 hari, dan

Scrubber Water Pump Motor dengan jadwal perawatan 60 hari.

1. PENDAHULUAN

Dengan dioperasikannya dua unit pembangkit 7

dan 8 milik PT IPMOMI diharapkan membawa

dampak positif terhadap masyarakat dalam usaha

pemenuhan kebutuhan listrik. Di lain pihak tidak

dapat dipungkiri bahwa hal ini juga akan membawa

dampak negatif terhadap lingkungan. Salah satunya

adalah mengenai masalah limbah gas buang. Hal ini

merupakan masalah klasik yang dimulai dari awal

lahirnya industri di dunia. Sampai saat ini masih kita

hadapi berbagai usaha telah dilakukan. Mulai dari

penetapan standart baku mutu limbah yang boleh

dilepaskan ke lingkungan sampai penetapan teknik-

teknik untuk menekan jumlah limbah industri. Salah

satu tekniknya adalah dengan menganalisa

kehandalan dari komponen sistem gas buang boiler.

Komponen sistem gas buang boiler yang telah

lama dioperasiakan perlu dianalisa kahandalannya,

dengan tujuan menentukan perencanaan perawatan

yang efektif. Hal ini agar pengoperasian selanjutnya

kemungkianan kegagalan sistem beroperasi dapat

lebih mudah untuk dihindari.

Salah satu program perawatan yang juga

diterapkan di PT IPMOMI adalah Reliability

Centered Maintenance. Keunggulan dari RCM ini

adalah dapat menjamin seluruh fasilitas fisik dapat

berjalan dengan baik sesuai dengan desain dan

fungsinya[1]

. Di PT. IPMOMI analisa RCM pada

sistem gas buang boiler belum diterapkan. Dari

permasalahan itulah maka dalam makalah ini akan

diterapkan RCM pada sistem gas buang boiler di PT.

IPMOMI dalam rangka :

Mengetahui komponen yang kritis pada sistem gas buang boiler.

Meganalisa kehandalan pada komponen sistem gas buang di PT IPMOMI - Paiton berdasarkan

nilai kegagalan komponen.

Menentukan perawatan yang tepat dipandang dari aspek konsekuensi kegagalan yang

ditimbulkan, dan usaha-usaha pencegahan untuk

mengantisipasi terjadinya kegagalan.

Mengatur penjadwalan perawatan terhadap peralatan atau komponen yang kritis pada

komponen sistem gas buang.

.

2. TEORI DASAR

2.1 Reliability Centered Maintenance Reliability centered maintenance (RCM)

didefinisikan sebagai suatu proses yang digunakan

untuk menentukan apa yang seharusnya dilakukan

untuk menjamin setiap aset fisik atau suatu sistem

dapat berjalan dengan baik sesuai dengan fungsi yang

diinginkan oleh penggunanya. Penelitian tentang

RCM pada dasarnya berusaha menjawab 7

2

pertanyaan utama tentang aset atau peralatan yang

diteliti. Ketujuh petanyaan mendasar tersebut antara

lain[1]

.

1. Apakah fungsi dan hubungan performansi standard dari aset dalam konteks operational

pada saat ini (system functions)?

2. Bagaimana aset tersebut rusak dalam menjalankan fungsinya (functional failure)?

3. Apa yang menyebabkan terjadinya kegagalan fungsi tersebut (failure modes)?

4. Apakah yang terjadi pada saat terjadi kerusakan (failure effect)?

5. Bagaimana masing-masing kerusakan tersebut terjadi (failure consequence)?

6. Apakah yang dapat dilakukan untuk memprediksi atau mencegah masing-masing

kerusakan tersebut (proactive task and task

interval)?

7. Apakah yang harus dilakukan apabila kegiatan proaktif yang sesuai tidak ditemukan

(default action)?

System function and fungtional failure System function bertujuan untuk membuat suatu

informasi yang dapat menyediakan atau

mendefisikan fungsi sistem. Analisa yang dilakukan

adalah berdasarkan fungsi dan bukan mengenai

peralatan yang ada pada sistem tersebut. Sedangkan

kegagalan fungsional (fungsional failure)

menjelaskan bagaimana sistem mengalami kegagalan

melaksanakan system function yang diharapkan.

Failure Mode and Effect Analysis Failure mode & effect analysis merupakan

suatu teknik management failure untuk

mengindentifikasikan penyebab kegagalan suatu aset

tidak mampu melaksanakan fungsi standard yang

diharapkan oleh user. Failure mode bertujuan untuk

menemukan akar permasalahan (root cause) dari

kegagalan yang timbul. Failure effect menjelaskan

dampak yang ditimbulkan apabila failure mode

tersebut terjadi. Proses identifikasi terhadap fungsi,

failure modes dan failure effect sangat penting untuk

perbaikan performansi dan mengeliminasi waste.

Failure Consequences Dalam reliability centered maintenane,

konsekuensi kegagalan diklasifikasikan dalam 4

bagian yaitu

1. Hidden failure consequences, dimana kegagalan tersebut tidak dapat dibuktikan secara langsung

sesaat setelah kegagalan berlangsung.

2. Safety and Environment Consequences Safety consequence terjadi apabila sebuah

kegagalan fungsi mempunyai konsekuensi

terhadap keselamatan pekerja/manusia lainnya.

Environment consequence terjadi apabila

kegagalan fungsi berdampak pada kelestarian

lingkungan.

3. Operational Consequences Suatu kegagalan dikatakan memiliki konsekuensi

operasional ketika berakibat pada produksi

atau operasional (output, kualitas produk,

pelayanan terhadap konsumen atau biaya

operasional untuk perbaikan komponen)

4. Non Operational Consequences Bukti kegagalan pada kateeori ini adalah yang

bukan tergolong dalan konsekuensi keselamatan

ataupun produksi, jadi kegagalan ini hanya

melibatkan biaya perbaikan komponen.

Proactive Task dan initial Interval Tindakan ini dilakukan sebelum terjadi

kegagalan dalam rangka untuk menghindarkan aset

dari kondisi yang dapat menyebabakan kegagalan.

Kegiatan ini biasa dikenal dengan prediktif dan

preventive maintenance. Dalam RCM predictive

maintenance dimasukkan dalam aktivitas scedulled

on condition task, sedangkan preventive

maintenance dimasukkan ke dalam scheduled

restoration task ataupun scheduled discard task.

1. Schedulled restoration task 2. Scheduled discard task 3. Scheduled on-condition task

Default Action Tindakan ini dilakukan ketika sudah berada

dalam failed scale, dan dipilih ketika tindakan

proactive task yang efektif tidak mungkin dapat

dilakukan.

Proposed Task & Initial Interval Proposed task berusaha mendiskripsikan

tindakan pencegahan sebagai tindakan nyata untuk

menterjemahkan hasil dari proactive task dan default

action. Initial interval merupakan jarak perawatan

yang optimal, terhadap proposed task yang

ditentukan. Can be done by diisi tentang siapa yang

diberikan tanggung jawab dalam melaksanakan

proposed task tersebut. Meliputi pihak-pihak yang

berkaitan langsung dengan proses dari peralatan

tersebut.

2.2 Sistem Gas Buang Boiler

Gas hasil pembakaran dari boiler sebelum

dibuang ke lingkungan harus memenuhi ambang

batas ramah lingkungan. Oleh sebab itu diperlukan

suatu penanganan limbah gas buang boiler. Gas

buang boiler terbagi menjadi dua bagian yaitu Fly

Ash dan Flue Gas. Fly Ash adalah berupa sisa-sisa

partikel batu bara yang tidak ikut terbakar.

Sedangkan Flue Gas adalah komponen udara murni

seperti COx, SOx, dan Nox. Untuk mereduksi Fly

Ash digunakan koponen Elektrostatik Precipitator,

3

sedangkan unuk mereduksi Flue Gas digunakan

komponen Flue Gas Desulfurization.

Hasil pembakaran dari boiler akan

menghasilkan gas buang yang akan dibuang ke

lingkungan. Gas ini sebelum dibuang ke lingkungan

digunakan untuk memanaskan udara yang digunakan

untuk proses pembakaran di secondary dan primary

Air Heater. Setelah itu udara gas buang tersebut

masuk ke Elektrostatik Precipitator untuk

dihilangkan kadar Fly Ash nya. Dari Elekrostatik

Precipitator udara ditarik oleh ID Fan sehingga

menuju ke Flue Gas Desulfurization. Di Flue Gas

Desulfrization inilah nantinya kadar Cox dan SOx

akan direduksi sebelum dibang ke lingkungan

melalui Stack. Secara umum proses peredusi limbah

gas buang boiler di PT. IPMOMI dapat dilihat pada

gambar 1.

Gambar1. Sistem pereduksi limbah gas buang boiler

3. PENERAPAN RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE

Pada penerapan RCM dibagi menjadi dua

bagian besar yang pertama berupa evaluasi kualitatif

dan yang kedua berupa evaluasi kuantitatif. Pada

gambar 2 dapat dilihat proses evaluasi sistem

menggunakan RCM.

:

Gamabar 2. Diagram alir proses perhitungan dan

evaluasi

3.1 Evaluasi Kualitatif pada Sistem Gas Buang

Boiler

System Function dan Function Failure Fungsi sistem gas buang boiler yaitu untuk

mengatasi permasalahan residu padat (abu) dan juga

gas gas kimia berbahaya berupa sulfur (SOx) hasil dari pembakaran.

FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) Failure mode adalah komponen yang sering

mengalami kegagalan yang diperoleh dari history

data kegagalan dengan minimal tiga kegagalan dan

dengan priority 1 - 5 yang artinya harus segera

diperbaiki. System function, function failure dan

failure mode and effect analysis ditulis dalam

information worksheet seperti pada tabel 1.

ID FAN

Elektrostatik

Precipitator

(ESP)

Fly Ash dan

Flue Gas Air Heater

Proses

Pembakaran

di Boiler

Flue Gas

Desulfurization

(FDG) Stack

START

STOP

4

Tabel 1 Information worksheet

Failure Consequence

Kegagalan pada sistem gas buang boiler

temasuk konsekuansi kegagalan sistem yang tidak

berlebihan (non-redundant system). Bila ada satu

komponen saja yang tidak bekerja, mengakibatkan

sistem itu gagal menjalankan fungsinya.

Proactive Task and Default Action Pada tahap ini ditentukan apakah perawatan

masuk pada on condition task (predictive

maintenance), scheduled restoration task dan

scheduled discard task (preventive maintenance),

Failure consequence dan proactive task and default

action. Sehingga dapat diketahui langkah apa yang

harus diambil kemudian.

Tabel 2 Decision worksheet

3.2 Evaluasi Kuantitatif pada Sistem Gas Buang

Boiler

3.2.1 Evaluasi Distribusi Data TTF ID Fan A

Fungsi kehandalan untuk ID Fan A dapat

ditentukan dengan rumus 4.2 berikut :

)0024,0exp()( ttR (1)

Evaluasi kehandalan diplot dalam grafik seperti pada

gambar 3.

Gambar 3. Grafik kehandalan ID Fan A

3.2.2 Evaluasi Distribusi Data TTF T/R Unit A

Fungsi kehandalan untuk T/R Unit A adalah

sebagai berikut: 0269,1

0069,259exp)(

ttR (2)

Nilai kehandalan untuk berbagai nilai t (hari)

ditunjukkan dalam lampiran B. Evaluasi kehandalan

diplot dalam grafik seperti pada gambar 4.

Gambar 4. Grafik kehandalan T/R Unit A

3.2.3 Evaluasi Distribusi Data TTF Collecting Electrode (CE) Rapping Motor A

Fungsi kehandalan untuk CE rapping motor A

adalah sebagai berikut: 5869,2

0195,726exp)(

ttR (3)


gambar 5

Gambar 5. Grafik kehandalan CE rapping motor A

3.2.4 Evaluasi Distribusi Data TTF Discharge Elektrode (DE) Rapping Motor A

Fungsi kehandalan untuk Discharge Elektrode

(DE) Rapping Motor A adalah sebagai berikut: 8102,15

7535,431

8102,15exp)(

ttR (4)


gambar 6.

5

Gambar 6. Grafik kehandalan DE rapping motor A

3.2.5 Evaluasi Distribusi Data TTF Hopper

Vibromotor A

Fungsi kehandalan untuk Hopper Vibromotor A

adalah sebagai berikut:

2637,2

1064,587exp)(

ttR (5)

Evaluasi kehandalan diplot dalam grafik seperti

pada gambar 7

Gambar 7 Grafik kehandalan Hopper Vibromotor A

3.2.6 Evaluasi Distribusi Data TTF Scrubber

Water Pump Motor A

Fungsi kehandalan untuk scrubber water pump

motor A adalah sebagai berikut:

).007,0exp()( ttR (6)


gambar 8

Gambar 8. Grafik kehandalan membran scrubber

water pump motor A

3.2.7 Evaluasi Distribusi Data TTF Aeration Fan A

Fungsi kehandalan untuk aeration fan A adalah

sebagai berikut:

)).021.0(exp()( ttR (7)

. Evaluasi kehandalan diplot dalam grafik seperti

pada gambar 9

Gambar 9. Grafik kehandalan aeration fan A

4. DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Evaluasi Kehandalan dengan Preventive Maintenance

4.1.1 Evaluasi Kehandalan ID Fan A dengan PM

ID Fan A mempunyai kehandalan 80% pada saat

t = 20 hari maka pada ID Fan A PM dengan T = 20

hari. Fungsi kehandalan bearing ID Fan A setelah

dilakukan PM adalah sebagai berikut:

)20.(.)20( ntRRtR nm (8)

Evaluasi kehandalan dengan PM diplot dalam grafik

seperti pada gambar 10.

Gambar 10. Grafik PM ID Fan A

4.1.2 Evaluasi Kehandalan T/R Unit A dengan PM

T/R Unit A mempunyai kehandalan 80% pada

saat t=60 hari maka pada T/R Unit A dilakukan PM

6

dengan T=60 hari. Fungsi kehandalan T/R Unit A

setelah dilakukan PM adalah sebagai berikut:

)60.(.)60( ntRRtR nm (9)

Evaluasi kehandalan dengan PM diplot dalam sebuah

grafik seperti pada gambar 11

Gambar 11. Grafik PM T/R Unit A

4.1.3 Evaluasi Kehandalan CE Rapping Motor A dengan PM

CE Rapping Motor A mempunyai kehandalan

80% pada saat t=50 hari maka pada CE Rapping

Motor A dilakukan PM dengan T=50 hari. Fungsi

kehandalan CE Rapping Motor A setelah dilakukan

PM adalah sebagai berikut:

)50.(.)50( ntRRtR nm (10)

Evaluasi kehandalan dengan PM diplot dalam

sebuah grafik seperti pada gambar 12

Gambar 13 Grafik PM CE Rapping Motor A

4.3.4 Evaluasi Kehandalan DE rapping motor A

dengan PM

DE rapping motor A mempunyai kehandalan

80% pada saat t=330 hari maka pada DE rapping

motor A dilakukan PM dengan T=330 hari. Fungsi

kehandalan DE rapping motor A setelah dilakukan

PM adalah sebagai berikut:

)330.(.)330( ntRRtR nm (11)



Gambar 13 Grafik PM DE Rapping Motor A

4.3.5 Evaluasi Kehandalan Hopper Vibromotor A dengan PM

Hopper vibromotor A mempunyai kehandalan

80% pada saat t=300 hari maka pada Hopper

vibromotor A dilakukan PM dengan T=300 hari.

Fungsi kehandalan Hopper vibromotor A setelah


)300.(.)300( ntRRtR nm (12)



Gambar 14. Grafik PM Hopper vibromotor A

4.3.6 Evaluasi Kehandalan Scrubber Water Pump

Motor A dengan PM

Scrubber Water Pump Motor A mempunyai

kehandalan 80% pada saat t=20 hari maka pada

membran dilakukan PM dengan T=20 hari. Fungsi

kehandalan Scrubber Water Pump Motor A setelah


)20.(.)20( ntRRtR nm (13)


sebuah grafik seperti pada gambar 15.

7

Gambar 15. Grafik PM scrubber water pump motor

4.3.7 Evaluasi Kehandalan Aeration Fan A dengan PM

Aeration Fan A mempunyai kehandalan 80%

pada saat t=50 hari maka pada Aeration Fan A

dilakukan PM dengan T=50 hari. Fungsi kehandalan

Aeration Fan A setelah dilakukan PM adalah sebagai

berikut:

)20.(.)20( ntRRtR nm

(14)


sebuah grafik seperti pada gambar 4.39

Gambar 4.39 Grafik PM Aeration Fan A

4.4 Evaluasi Kehandalan Sistem Gas Buang

Boiler Evaluasi kehandalan sistem gas buang boiler

merupakan hasil perhitungan kehandalan sistem gas

buang boiler secara keseluruhan dimana :

Rsistem(t)=R1 (t) x R2(t) x R3(t) X R4(t) X R5(t) x R6(t)

x R7(t)

(4.40)

Dimana:

R1 =kehandalan ID fan.

R2 =kehandalan T/R Unit

R3 =kehandalan CE rapping motor

R4 =kehandalan DE rapping motor

R5 =kehandalan hopper vibromotor

R6 =kehandalan scrubber water pump motor

R7 =kehandalan aeration fan

Evaluasi perhitungan di plot dalam sebuah

grafik hubungan antara Rsistem(t) dengan waktu

operasional seperti pada gambar 4.40

Gambar 4.40 Kehandalan sistem gas buang boiler

4.5 Evaluasi Kehandalan Sistem Gas Buang Boiler

dengan PM

Sistem gas buang boiler mempunyai kehandalan

80% pada saat t=20 hari maka pada membran

dilakukan PM dengan T=10 hari. Fungsi kehandalan

sistem gas buang boiler setelah dilakukan PM adalah

sebagai berikut:

)10.(.)10( ntRRtR sistemn

sistemmsistem

(15)


sebuah grafik seperti pada gambar 4.41

Gambar 4.41 Grafik PM sistem gas buang boiler

4.5 Evaluasi Biaya Berdasarkan rumus 2.26 dapat dihitung biaya

perbaikan dan berdasarkan hasil kulitatif dengan

RCM, sistem gas buang boiler mempunyai

konsekuensi lingkungan dan operasional karena jika

terjadi kegagalan komponen maka berpengaruh pada

Reliability

Time

(day)

8

hasil produksi karena tersusun secara standby

redundant. Pada evaluasi biaya ini diasumsi

US$=Rp.10.000,-

Labor cost (CW)

Tabel 4.21 Biaya dengan preventive maintenance

4.6 Penjadwalan Maintenance Pelaralatan Interval perawatan terhadap komponen yang

sering mengalami kegagalan pada sistem gas nuang

boiler ditinjau dari kehandalan dan perawatan yang

optimal :

Tabel 4.22 Jenis dan jadwal perawatan komponen

5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil evaluasi secara kualitatif dan kuantitif

yang telah dilakukan maka dapat diperoleh

kesimpulan sebagai berikut:

Scheduled on-condition task : T/R unit

No scheduled maintenance : ID Fan, Aeration

Fan

Scheduled discard task : CE Rapping Motor,

DE Rapping Motor, Hopper Vibromotor, dan

Scrubber Water Pump Motor

Interval perawatan terhadap komponen yang

optimal :

T/R unit : 50 hari

CE rapping motor : 40 hari

DE rapping motor : 320 hari

Hopper Vibromotor : 280 hari

Scrubber Water Pump Motor : 60 hari

5.2 Saran

Untuk pengembangkan penelitian ini maka

penelitian selanjutnya untuk perhitungan preventive

maintenance dapat melibatkan cost analysis. Dengan

mengambil perpotongan antara R(t) dengan cost

analysis sehingga dapat menentukan T yang paling

optimal dalam menentukan jadwal maintenance

DAFTAR PUSTAKA

Andrews J.D. dan TR Moss. 2002. Reliability and

Risk Assassment Second Edition. New

York.

Dwi Priyanta. 2000. Kehandalan Dan Perawatan.

(URL: www.Relibility.com)

Ebeling, Charles E. 1997. An Introduction To

Reliability And Maintainability

Engineering. Singapore: The Mc Graw-Hill

Companies.

Edward Kadek Widayana. 2004. Peningkatan

Keandalan Pada Sistem Pompa Produce

Water Disposal Dangan

Menggunakan Pendekatan Reliability

Centered Maintenance II Study Kasus di

VICO Indonesia. Surabaya : Teknik Industri

ITS. Irfan Sutyodi. 2006. Implementasi Reliability

Centered Maintenance(RCM) Pada Stone

Crusher Di PT. Trijaya Adymix

Mojokerto. Surabaya : Teknik Fisika ITS.

Moubray, John. 1997. Reliability Centered

Maintenance (RCM II) : Industrial Press

Ing.

9

Nouwen, Ing A. 1981. Pompa I. Jakarta : Bhratara

Karya Aksara.

PT IPMOMI Paiton. 1997. Diktat Kursus di PLTU

Paiton unit 7 dan 8.

Ramakumar R. 1993. Engineering Reliability

Fundamental and Aplications. New Jersey:

Prentice Hall International Inc.

BIODATA PENULIS

Nama : Dwi Tri Cahyono

TTL : Probolinggo, 23 Desember1986 Alamat Asal : Perum kertas Leces Indah BIII/9

Riwayat Pendidikan :

2005 Sekarang : Teknik Fisika FTI ITS 2002 2005 : SMA Taruna Dra Zulaeha 1999 2002 : SLTP Taruna Dra Zulaeha 1993 1999 : SDN Taruna Dra Zulaeha

Documents

Perancangan penjadwalan